論文の概要: Measuring high field gradients of cobalt nanomagnets in a spin-mechanical setup

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.19156v1
• Date: Tue, 26 Aug 2025 16:08:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-27 17:42:38.91001
• Title: Measuring high field gradients of cobalt nanomagnets in a spin-mechanical setup
• Title（参考訳）: スピン・メカニカル・セットアップによるコバルトナノ磁性体の高磁場勾配測定
• Authors: Felix Hahne, Teresa Klara Pfau, Liza Žaper, Lucio Stefan, Thibault Capelle, Andrea Ranfagni, Martino Poggio, Albert Schliesser,
• Abstract要約: 単一窒素空洞中心スピンとマクロメカニカル共振器を磁気結合したハイブリッドシステムは、有望なプラットフォームを構成する。 電子ビーム誘起成膜により成長したコバルトナノマグネットを軸としたスピン-メカニカル・セットアップを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hybrid systems composed of a single nitrogen-vacancy center spin magnetically coupled to a macroscopic mechanical resonator constitute promising platforms for the realization of quantum information protocols and for quantum sensing applications. The magnetic structure that mediates the interaction must ensure high field gradients while preserving the spin and mechanical properties. We present a spin-mechanical setup built around a cobalt nanomagnet grown with focused electron beam-induced deposition. The magnetic structure is fully characterized, and a maximum gradient of $170\,\mathrm{kT/m}$ is directly measured at a spin-oscillator distance of a few hundred nanometers. Spin coherence was preserved at the value of $20\,\mathrm{ \mu s}$ up to a gradient of $25\,\mathrm{kT/m}$. The effect of the mechanical motion onto the spin dynamics was observed, thus signifying the presence of spin-mechanics coupling. Given the noninvasive nature of the nanomagnet deposition process, we foresee the adoption of such structures in hybrid platforms with high-quality factor resonators, in the "magnet on oscillator" configuration.
• Abstract（参考訳）: 単一窒素空洞中心スピンとマクロメカニカル共振器を磁気結合したハイブリッドシステムは、量子情報プロトコルの実現と量子センシングへの応用に有望なプラットフォームを構成する。 相互作用を媒介する磁気構造は、スピンと機械的特性を保ちながら高磁場勾配を確保する必要がある。 電子ビーム誘起成膜により成長したコバルトナノマグネットを軸としたスピン-メカニカル・セットアップを提案する。 磁気構造は完全に特徴付けられ、最大勾配170\,\mathrm{kT/m}$は数百ナノメートルのスピンオシレータ距離で直接測定される。 スピンコヒーレンスを20,\mathrm{ \mu s}$から25,\mathrm{kT/m}$まで保存した。 スピン力学に対する機械的運動の影響が観察され, スピン-メカニックカップリングの存在が示唆された。 ナノマグネットの堆積過程の非侵襲的性質を考慮し、「振動子上のマグネット」構成において、高次共振器を用いたハイブリッドプラットフォームにおけるそのような構造の適用を予測した。

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